1.1 细胞是生命活动的基本单位（教学设计）高一生物上学期人教版必修1

该高中生物学教学设计聚焦“细胞是生命活动的基本单位”，涵盖细胞学说建立过程及生命系统结构层次。通过播放大熊猫栖息环境视频创设情境，提问引导学生思考生物由细胞构成的证据，衔接初中细胞知识，搭建从宏观现象到微观本质的学习支架。 资料亮点在于以科学史时间轴梳理细胞学说建立，结合归纳法实例培养科学思维，对比大熊猫与冷箭竹生命系统层次及池塘生物实例分析强化生命观念，小组讨论病毒是否属生命系统促进探究实践。助力学生构建知识体系，提升教师教学效率与针对性。

第 1 章 走近细胞 第1节　细胞是生命活动的基本单位 年级 高一年级 授课时间 1课时 课题 第1节　细胞是生命活动的基本单位 教材分析 本节课是必修1第1章“走近细胞”第1节“细胞是生命活动的基本单位”的核心内容，是高中生物学的开篇章节。在初中阶段，学生已初步了解细胞是生物体结构和功能的基本单位，但对其科学发现历程和生命系统层次的认识尚浅。本节课主要包括： (1) 细胞学说及其建立过程：从肉眼观察到显微观察，再到理论归纳和修正发展，梳理细胞学说的建立历程，理解其主要内容和意义。 (2) 细胞是基本的生命系统：从细胞与生命活动的关系出发，构建生命系统的结构层次，理解细胞是生命活动的基本单位。 本节课帮助学生建立“细胞是生命活动的基本单位”这一核心观念，为后续学习细胞的多样性、细胞的结构和功能等内容奠定基础。 教学目标 【知识目标】 (1) 分析细胞学说的建立过程，说出细胞学说的主要内容及其意义。 (2) 理解归纳法在科学研究中的应用，区分完全归纳法和不完全归纳法。 (3) 举例说出生命系统的结构层次，阐明细胞是基本的生命系统。 (4) 认同细胞是生命活动的基本单位，形成结构与功能相适应的生命观念。 【素养目标】 1.生命观念:理解细胞是生命活动的基本单位，认同细胞学说的建立对生物学发展的重要意义，形成结构与功能相适应的生命观念。 2.科学思维:能够运用归纳法分析细胞学说的建立过程；能够比较不同生物在生命系统结构层次上的差异，培养系统思维。 3.科学探究:通过分析细胞学说的建立历程，体验科学家的探究过程；能够运用所学知识解释病毒与细胞的关系。 4.社会责任: 认识细胞学说对生物科学发展的深远影响，树立科学探究精神和实事求是的科学态度。 学情分析 【已有知识】 (1) 学生在初中已学习过细胞的基本结构，知道细胞是生物体结构和功能的基本单位。 (2) 对显微镜的使用有初步了解，知道观察细胞需要借助显微镜。 (3) 具备一定的科学史阅读和归纳能力。 【可能存在的困难】 (1) 对细胞学说建立过程的科学家及其贡献容易混淆，难以形成清晰的科学史脉络。 (2) 对“归纳法”的理解不够深入，难以区分完全归纳和不完全归纳。 (3) 对生命系统的结构层次容易混淆，特别是“种群”“群落”“生态系统”等概念。 (4) 难以理解病毒为什么不属于生命系统。 【教学策略】 (1) 采用科学史教学法，按时间顺序梳理细胞学说的建立过程，设计时间轴帮助学生记忆。 (2) 通过具体实例（如池塘中的全部鲫鱼、池塘中的所有生物）区分种群、群落和生态系统的概念。 (3) 利用类比和举例说明生命系统的层次性，帮助学生理解各层次的隶属关系。 (4) 设计小组讨论活动，引导学生分析病毒是否属于生命系统，深化对细胞是生命系统基本单位的理解。 教学重、难点 【教学重点】 (1) 细胞学说的主要内容及其建立过程。 (2) 细胞学说建立的意义。 (3) 生命系统的结构层次及各层次之间的关系。 【教学难点】 (1) 细胞学说建立过程中科学家的贡献及科学方法的运用。 (2) 生命系统各层次之间的区别与联系。 教学过程 教学内容 教师活动 学生活动 新课导入 【情境材料】大熊猫和冷箭竹形态迥异，但它们生命活动的基本单位都是细胞。 播放“大熊猫栖息环境(视频) 【提问】 1．如果让你提供证据说明大熊猫和冷箭竹都是由细胞 构成的，你将如何获取和提供证据？ 2．与同学相互评价各自的证据是否正确和充分。 引出课题：细胞是生命活动的基本单位。。 观察视频，思考并回答 明确本节课学习主题。 新知探究 一、细胞学说及其建立过程 借助显微镜，人们看到了一滴水中有许多肉眼看不见的小生物， 看到了动物体和植物体中各种各样的细胞。 思考: 细胞与生物体的关系是怎样的？ 动物体和植物体细胞的一致性和差异性是怎样的？ 新细胞是如何产生的？ 生物体的生长和发育等生命活动与细胞有什么关系？ 【探究活动1】阅读教材P2~5，完成以下任务。 (1) 阅读教材P2~3思考·讨论，梳理细胞学说的建立过程 (2)细胞学说的主要创建者、主要内容意义及其局限性分别为？ (3)什么叫做归纳法及其分类包括？ 【知识讲解】1.1 细胞学说的建立过程探索 (1)肉眼观察阶段➡从人体的解剖何观察入手—从器官到组织 (2) 显微观察阶段➡显微观察资料的积累—认识细胞 【知识总结】 ➡此阶段的上述三位科学家所用的方法都是显微观察法。 ➡三位科学家所进行的观察水平均属于细胞水平。 ➡三位科学家的不足之处: 均未对细胞及其与生物体的关系进行科学的归纳和概括。 (3) 理论归纳阶段➡科学观察何归纳概括的结合—形成理论 (4) 细胞学说正在修订 【知识总结】 【知识讲解】 1.2 细胞学说的主要建立者及主要内容 (1)主要建立者:施莱登和施旺 (2)主要内容: 1．细胞是一个有机体，一切动植物都由细胞发育而 来，并由细胞和细胞产物所构成； 2．细胞是一个相对独立的单位，既有它自己的生命， 又对与其他细胞共同组成的整体生命起作用； 3．新细胞是由老细胞分裂产生的。 细胞学说的内容，现在看起来似乎是显而易见的，当 时却经历了漫长而曲折的建立过程。 1.3 细胞学说的意义及局限性 (1)意义: ①细胞学说仅涉及了动植物细胞，不涉及原核细胞和病毒等内容。 ②细胞学说并没有揭示细胞之间差异性。 ③除细胞分裂可以产生新细胞外，细胞融合(如受精作用)也可以产生新细胞。 (2)局限性: ①细胞学说的建立，明确了细胞是生命有机体的结构和生命活动的基本单位，揭示了动物和植物的同意下，从而阐明了生物界的统一性。 ②细胞学说的建立，标志着生物学的研究进入细胞水平，极大地促进了生物学的研究进程，它是自然科学史上的一座丰碑。 ③细胞学说的建立，为生物进化论的确立埋下了伏笔。 认真听讲。 思考问题。 阅读课本，小组合作讨论完成任务。 回应互动，认真聆听并做笔记。 回应互动，认真聆听并做笔记。 回应互动，认真聆听并做笔记。 回应互动，认真聆听并做笔记。 【问题思考】科学家是如何通过获得证据来说明动植物体由细胞构成这一结论的？ 【知识讲解】科学方法 归纳法是指由一系列具体事实推出一般结论的思维方法。例如，从观察到植物的花粉、胚珠、柱头等的细胞都有细胞核，得出植物细胞都有细胞核这一结论，运用的就是归纳法。 归纳法分为完全归纳法和不完全归纳法。根据部分植物细胞都有细胞核而得出植物细胞都有细胞核这一结论，实际上就是运用了不完全归纳法。如果观察了所有类型的植物细胞，并发现它们都有细胞核，才得出植物细胞都有细胞核的结论，就是完全归纳法。科学研究中经常 运用不完全归纳法。由不完全归纳得出的结论很可能是可信的，因此可以用来预测和判断，不过，也需要注意存在例外的可能。 思考并回答问题。 回应互动，认真聆听并做笔记。 二、细胞是基本的生命系统 【知识讲解】2.1 一切生物的生命活动离不开细胞 【思考】小小的细胞为什么具有如此强大的功能呢？ 【知识讲解】系统、生命系统 系统:指彼此间相互作用、相互依赖的组分有规律地结合而形成的整体。 生命系统:能进行生长发育，能新陈代谢、繁殖、遗传变异、应激性。 【思考】一个分子/一个原子属于系统还是生命系统？ 【探究活动2】阅读教材P6~7，完成以下任务。 (1)观察图1-3生命系统的结构层次模式图，以冷箭竹叶表皮细胞和大熊猫心肌细胞为例，写出由细胞到植物个体和动物个体的结构层次。 (2)观看教材第7页图文，按低到高写出生命系统的各个结构层次 (3)单细胞生物(如草履虫)与动物、植物生命系统结构层次有何异同？ (4)什么叫做种群、群落及生态系统的概念？并举例说明。 (5)阅读思考·讨论 从细胞的视角看生命世界，完成问题:1、2、3。 【知识讲解】2.2生命系统的结构层次 (1)植物的结构层次: (2)动物的结构层次: (2)动物的结构层次: 【知识讲解】 种群: ①概念:在一定的空间范围内，同种生物的所有个体形成一个整体。 ②实例: 群落: ①概念:不同种群相互作用形成更大的整体。 ②实例: 生态系统: ①概念:生物群落与无机环境相互作用形成更大的整体。 ②实例: 【知识讲解】单细胞生物与动物、植物生命系统结构层次有何异同比较 (1)单细胞生物由单个细胞直接构成，既属于细胞层次，又属于个体层次，没有组织、器官、系统这三个结构层次。 (2)高等植物没有系统这一结构层次，其结构层次为细胞→组织→器官(根、茎、叶、花、果实、种子)➡植物体。 (3)能完整表现生命活动的最小生命系统是细胞。 【知识归纳】 不同生物生命系统的结构层次: 系统、生命系统和生态系统的关系: 回应互动，认真聆听并做笔记。 思考并回答问题。 回应互动，认真聆听并做笔记。 思考并回答问题。 回应互动，认真聆听并做笔记。 回应互动，认真聆听并做笔记。 回应互动，认真聆听并做笔记。 回应互动，认真聆听并做笔记。 回应互动，认真聆听并做笔记。 【习题巩固】 1．关于细胞学说及其建立的过程，下列叙述正确的是（　　） A．列文虎克用显微镜观察植物的木栓组织，发现并命名了细胞 B．细胞学说是在观察和归纳的基础上运用假说演绎法所建立 C．施莱登和施旺提出“一切动植物都是由细胞发育而来” D．细胞学说揭示了生物的统一性和多样性，为进化论提供依据 【答案】C 【详解】A、观察植物木栓组织并首次命名“细胞”的科学家是罗伯特·虎克，列文虎克用自制显微镜观察到的是细菌、红细胞等活细胞，A错误； B、细胞学说是在大量动植物观察的基础上，运用不完全归纳法总结建立的，并未使用假说演绎法，B错误； C、施莱登和施旺是细胞学说的主要提出者，核心观点包括“一切动植物都是由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成”，C正确； D、细胞学说揭示了动植物的统一性，阐明了生物界的统一性，并未揭示生物的多样性，D错误。 2．下列关于细胞学说的说法，错误的是（　　） A．解释了新细胞的来源 B．揭示了动植物细胞的差异性 C．运用了不完全归纳法 D．揭示了生物体结构的统一性 【答案】B 【详解】A、细胞学说提出“新细胞是由老细胞分裂产生的”，明确解释了新细胞的来源，A正确； B、细胞学说指出一切动植物都由细胞发育而来、由细胞和细胞产物构成，揭示的是动植物细胞的统一性，并未涉及动植物细胞的差异性，B错误； C、施莱登和施旺仅观察了部分动植物的细胞结构，就归纳得出“所有动植物都由细胞构成”的结论，运用了不完全归纳法，C正确； D、细胞学说阐明了动植物都以细胞为基本结构和功能单位，揭示了生物体结构的统一性，D正确。 3．根据生命系统的结构层次相关内容，下列叙述错误的是（     ） A．池塘中的水、阳光等环境因素属于生命系统的一部分 B．“一块骨骼肌”与上述图片中②所属结构层次相同 C．从生命系统的结构层次来看，一个湖泊中所有的④构成一个种群 D．上述图片中属于生命系统最基本的层次的只有① 【答案】D 【详解】A、生命系统的结构层次包含生态系统，生态系统由生物群落和非生物的物质和能量组成，水、阳光属于非生物的物质和能量，是生态系统的组分，因此属于生命系统的一部分，A正确； B、②心脏由肌肉组织、结缔组织、神经组织等多种组织构成，属于器官层次；一块骨骼肌同样由多种组织构成、行使特定功能，也属于器官层次，二者结构层次相同，B正确； C、种群是指同一时间、同一区域内同种生物的所有个体，一个湖泊中所有的④（草履虫）属于同种生物的全部个体，可构成一个种群，C正确； D、生命系统最基本的层次是细胞，①肌细胞属于细胞层次，④草履虫是单细胞生物，也属于细胞层次，因此属于最基本生命系统层次的不只有①，D错误。 4．下列关于细胞学说的建立过程及内容要点，叙述正确的有几项（　　） ①比夏通过解剖和观察揭示了器官水平的结构 ②列文虎克发现并命名了细胞 ③施莱登和施旺是细胞学说的主要建立者 ④罗伯特·胡克用自制显微镜观察了动植物的细微结构，如细胞壁和叶绿体等结构 ⑤细胞学说的建立不仅解释了个体发育，也为生物进化论的确立奠定了基础 ⑥细胞学说提出一切生物体都由细胞和细胞产物构成 ⑦“细胞通过分裂产生新细胞”是对细胞学说的补充和修正 A．1项 B．2项 C．3项 D．4项 【答案】C 【详解】①比夏通过解剖观察指出器官由组织构成，揭示的是组织水平的结构，揭示器官水平结构的科学家是维萨里，①错误； ②罗伯特·胡克发现并命名了细胞，列文虎克是观察到活细胞（细菌、红细胞等）的科学家，②错误； ③施莱登和施旺分别通过植物、动物研究共同提出细胞学说，是细胞学说的主要建立者，③正确； ④罗伯特·胡克仅观察到植物木栓组织的死细胞壁，并未观察到叶绿体和动物细微结构，④错误； ⑤细胞学说提出一切动植物由细胞发育而来，既解释了个体发育的规律，也证明生物有共同起源，为生物进化论奠定了基础，⑤正确； ⑥细胞学说仅提出一切动植物由细胞和细胞产物构成，不包括病毒等无细胞结构的生物，⑥错误； ⑦魏尔肖提出的“细胞通过分裂产生新细胞”修正了细胞学说中关于新细胞产生的错误表述，是对细胞学说的补充和修正，⑦正确。 综上共有3项叙述正确。 5．衡水湖是国家级自然保护区，其内包含沼泽、水域、滩涂、草甸和森林、湿地等多种生态环境，青头潜鸭、柽柳等数万种生物生活在此。下列说法正确的是（　　） A．衡水湖中的所有动物、植物和微生物构成一个生态系统 B．柽柳与青头潜鸭相比，缺少系统这一生命系统的结构层次 C．生态系统是生命系统结构层次中的最高层级 D．所有生物都只能属于生命系统结构层次中的一个层级 【答案】B 【详解】A、生态系统是由生物群落和其生活的无机环境共同组成的，衡水湖中的所有动物、植物和微生物仅构成生物群落，缺少无机环境，不属于生态系统，A错误； B、植物的生命系统结构层次为细胞→组织→器官→个体，无系统层次；动物的生命系统结构层次为细胞→组织→器官→系统→个体，柽柳是植物，青头潜鸭是动物，因此柽柳缺少系统这一结构层次，B正确； C、生命系统结构层次的最高层级是生物圈，生态系统不是最高层级，C错误； D、单细胞生物既属于细胞层次，又属于个体层次，因此并非所有生物都只属于生命系统的一个层级，D错误。 故选B。 6．施莱登的植物细胞学说认为：无论结构多么复杂的植物体都由细胞构成，细胞是植物体的基本单位。下列叙述与细胞学说不相符的是（　　） A．动植物的新细胞都是由老细胞分裂产生的 B．动物体和植物体一样，都是由细胞构成的 C．人体内的每个细胞都能单独完成各项生命活动 D．生物界具有统一性是生物进化论的理论依据之一 【答案】C 【详解】A、细胞学说指出，新细胞由老细胞通过分裂产生，该观点适用于动植物细胞，符合细胞学说，A不符合题意； B、一切动植物都由细胞构成，这是细胞学说的基本观点，揭示了动植物在结构上的统一性，符合细胞学说，B不符合题意； C、细胞学说认为细胞是生物体结构和功能的基本单位，但多细胞生物的生命活动需依赖各细胞的分工合作，单个细胞无法独立完成所有生命活动，C符合题意； D、细胞学说揭示了动植物结构的统一性，为生物进化论提供了结构基础的证据，符合细胞学说意义，D不符合题意。 故选C。 7．大熊猫是我国国宝，冷箭竹为其核心食源，二者的形成、维持与运转均以细胞为结构和功能基础。下列相关叙述错误的是（　　） A．大熊猫和冷箭竹都由细胞和细胞产物构成 B．大熊猫的生长发育以细胞增殖、分化为基础 C．一定区域内，大熊猫和冷箭竹都可以形成种群 D．与大熊猫相比，冷箭竹无器官这一结构层次 【答案】D 【详解】A、细胞学说指出，一切动植物都由细胞和细胞产物构成，大熊猫（动物）和冷箭竹（植物）均符合该规律，A正确； B、多细胞生物的生长发育依赖于细胞增殖（增加细胞数量）和分化（形成特定形态和功能的细胞），大熊猫作为多细胞动物，其生长发育以此为基础，B正确； C、种群指一定区域内同种生物所有个体的总和，大熊猫（动物）和冷箭竹（植物）均属于具体物种，可在适宜区域内形成种群，C正确； D、与大熊猫相比，冷箭竹无系统这一结构层次，二者均包含器官这一结构层次，D错误。 故选D。 8．下列关于①～⑤的叙述中正确的是（    ） ①一片草原上所有的动植物   ②一个大肠杆菌   ③循环系统   ④一条河流中所有的鱼   ⑤一座高山 A．①和④分别表示生命系统中的群落和种群 B．②在生命系统中既是一个细胞又是一个个体 C．③是所有动物共有的结构层次 D．⑤是生命系统结构层次中最大的生态系统 【答案】B 【详解】A、群落指的是某个区域中所有的生物，一片草原上所有的动植物和微生物才能构成一个群落；种群是某个区域中的全部同种生物，一条河流中所有的鱼不是一种生物，所以不能构成一个种群，A错误； B、大肠杆菌是单细胞生物，一个大肠杆菌既是一个细胞又是一个个体，B正确； C、高等动物有循环系统，一些低等动物如原生动物无循环系统，C错误； D、一座高山属于生态系统，但不是最大的生态系统，生物圈才是最大的生态系统，D错误。 故选B。 做题目。 课堂小结 板书设计 第1节 细胞是生命活动的基本单位 一、细胞学说及其建立过程 (1) 建立过程： 肉眼观察（维萨里—器官、比夏—组织）→ 显微观察（胡克—细胞命名、列文虎克—活细胞）→ 理论归纳（施莱登、施旺）→ 修正发展（魏尔肖） (2) 主要内容： ①细胞是一个有机体，一切动植物都由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物组成； ②细胞是一个相对独立的单位； ③新细胞由老细胞分裂产生。 (3) 意义：揭示统一性；进入细胞水平；为进化论奠基。 (4) 科学方法：归纳法（不完全归纳）。 二、细胞是基本的生命系统 (1) 生命系统的结构层次： 细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统→生物圈 (2) 特例： 植物：无系统层次；单细胞生物：既是细胞也是个体；病毒：不属于生命系统。 (3) 细胞是生命系统最基本层次。 课后作业 1．细胞学说是19世纪自然科学的三大发现之一，下列说法正确的是（　　） A．细胞学说揭示了生物体结构的统一性以及真核细胞、原核细胞的统一性 B．细胞是生物体结构的基本单位，都能独立完成生物体的各项生命活动 C．“胡萝卜韧皮部细胞在适宜条件下能发育成新的植株”支持细胞学说的观点 D．细胞学说使动植物结构统一于分子水平，有力地证明了生物之间存在亲缘关系 【答案】C 【详解】A、细胞学说揭示了动植物结构的统一性、生物界的统一性，但细胞学说提出时还未划分真核细胞和原核细胞，A错误； B、细胞是生物体结构和功能的基本单位，多细胞生物需要依赖分化的细胞密切合作，共同完成各项生命活动，单个细胞无法独立完成生物体的全部生命活动，B错误； C、细胞学说认为细胞是生物体结构和功能的基本单位，新细胞由老细胞产生，胡萝卜韧皮部细胞能发育为完整植株，证明了分化的细胞仍具有发育为完整个体的潜能，支持细胞学说的观点，C正确； D、细胞学说使动植物结构统一于细胞水平，D错误。 2．“菱透浮萍绿锦池，夏莺千啭弄蔷薇。尽日无人看微雨，鸳鸯相对浴红衣”，描绘了夏日池苑的独特韵味。从生物学的角度来理解，下列叙述正确的是（    ） A．绿锦池的形成原因可能是水体富营养化 B．池中的池水不参与构成生命系统的结构层次 C．诗中所提到的几种生物具有的生命系统层次相同 D．菱、浮萍、夏莺、蔷薇和鸳鸯共同构成池苑的生物群落 【答案】A 【详解】A、水体富营养化指水体中N、P等营养物质过多，会引发浮萍、藻类等水生生物大量繁殖，使水体呈现绿色，和诗句中“绿锦池”的描述吻合，A正确； B、生命系统结构层次中的生态系统由生物群落和无机环境组成，池水属于无机环境，B错误； C、诗中的菱、浮萍、蔷薇是植物，植物没有“系统”层次；夏莺、鸳鸯是动物，具有系统层次，C错误； D、生物群落是指一定区域内所有生物的总和，除了诗中提到的几种生物，还包括微生物等其他所有生物，D错误。 3．细胞学说和进化论被列入19世纪自然科学三大发现。下列有关细胞学说的叙述，错误的是（    ） A．显微镜的发明是细胞学说建立过程的重要一环 B．细胞学说建立的过程中运用了不完全归纳法 C．细胞学说认为一个细胞可完成一切生命活动 D．细胞学说揭示了动物和植物的统一性 【答案】C 【详解】A、显微镜的发明使人类可以观察到细胞的存在，为细胞学说的建立提供了必要的观察基础，是细胞学说建立过程的重要一环，A正确； B、细胞学说建立过程中，施莱登和施旺通过观察部分动植物的细胞结构，归纳得出所有动植物都由细胞构成的结论，运用了不完全归纳法，B正确； C、细胞学说认为细胞是一个相对独立的单位，多细胞生物依赖多种分化的细胞共同完成复杂的生命活动，并不认为一个细胞可完成一切生命活动，C错误； D、细胞学说提出一切动植物都由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物构成，揭示了动物和植物的统一性，D正确。 故选C。 教学反思 成功之处与预期效果 (1) 科学史时间轴帮助学生清晰地梳理了细胞学说的建立过程，学生能准确说出关键科学家的贡献。 (2) 通过冷箭竹和大熊猫的对比，学生对植物和动物的结构层次差异有了明确认识。 (3) 通过具体实例（如一个池塘中的全部鲫鱼、全部生物）区分种群、群落和生态系统，学生掌握较好。 (4) 课堂练习正确率较高，学生对细胞学说的内容和意义理解扎实。 实施难点与应对策略 (1) 科学家贡献容易混淆：策略——设计“科学家-贡献”连线练习，反复强化。 (2) “归纳法”理解不深：策略——用具体例子（如观察几种植物都有细胞结构→得出结论）说明不完全归纳法的应用。 (3) 种群、群落、生态系统概念混淆：策略——用“同一地点+同种生物→种群；同一地点+所有生物→群落；群落+无机环境→生态系统”公式帮助记忆。 改进建议 (1) 可增加角色扮演活动，让学生扮演不同科学家，讲述自己的发现。 (2) 组织学生用显微镜观察细胞装片（如洋葱表皮细胞），亲身体验“发现细胞”的过程。 (3) 课后布置调查任务：观察校园内的生命系统层次（如一棵树上的所有昆虫→种群？群落？），深化理解。 / 学科网（北京）股份有限公司 $